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História da Matemática História da álgebra, geometria e conjuntos numéricos Profa. Dra. Daiany Cristiny Ramos Como se deu o desenvolvimento dos conjuntos numéricos? Canva.com Como se deu o desenvolvimento da álgebra? E da geometria? História da Matemática História da álgebra, geometria e conjuntos numéricos Profa. Dra. Daiany Cristiny Ramos História dos conjuntos numéricos Desenvolvimento dos conjuntos numéricos A ordem da construção formal dos números é bastante distinta da ordem da invenção dos mesmos. Canva.com Desenvolvimento dos conjuntos numéricos Os números complexos, foram os primeiros a ter uma fundamentação mais precisa, como par ordenado de números reais, atribuída a Hamilton, em 1833. Isso não quer dizer que não eram utilizados antes Gauss utilizou o conceito para demonstrar o teorema fundamental da álgebra Resolução de equação do 3º grau. Fórmula de Cardano Desenvolvimento dos conjuntos numéricos Os números reais só foram formalmente construídos em 1872, com Dedekind. Em meados do século XIX, algumas questões sobre os números reais começaram a surgir: como esses números se distribuem na reta? Que números podem ser encontrados no meio do caminho? Canva.com Desenvolvimento dos conjuntos numéricos A intenção de Dedekind de caracterizar a continuidade da reta o levou à proposição dos chamados “cortes de Dedekind”. Os estudos de Dedekind e de Cantor foram essenciais para caracterizar os números reais, estabelecendo a impossibilidade de se realizar uma correspondência biunívoca entre os elementos do novo conjunto dos números reais e os números naturais. ELIAS, Henrique Rizek. Fundamentos teórico-metodológicos para o ensino do corpo dos números racionais na formação de professores de matemática. 2017. Desenvolvimento dos conjuntos numéricos N úm er os n eg at iv os Até o fim do século XVIII, as quantidades negativas não tinham adquirido o status de números Os matemáticos da época tratavam os números negativos com “falsos” A partir do século XVII, os números negativos aparecem naturalmente nos trabalhos científicos Desenvolvimento dos conjuntos numéricos N úm er os n eg at iv os O “Tratado de Álgebra", publicado em 1748, tornou- se uma obra de referência, na Grã-Bretanha, como no continente europeu pois abordou o conceito de quantidades negativas Na metade do século XIX, os números negativos conquistaram condição de igualdade com os números positivos Desenvolvimento dos conjuntos numéricos N úm er os ir ra ci on ai s Crise da incomensurabilidade A incomensurabilidade foi descoberta pela geometria grega antiga na segunda metade dos anos 400 a.C Problemas envolvendo diagonais História da Matemática História da álgebra, geometria e conjuntos numéricos Profa. Dra. Daiany Cristiny Ramos História da Álgebra História da Álgebra Os árabes são responsáveis pelo desenvolvimento de diferentes conceitos matemáticos. Milagre árabe Al-Khwārizmī Casa da Sabedoria Al-jabr wa’l muqabalah História da Álgebra Ál ge br a Al-jabr é a origem da palavra Álgebra al-Khwārizmī é conhecido com o “Pai da Álgebra” O papiro Rhind, que data de 4.000 a.C já possuía registros de manipulações algébricas História da Álgebra Deste à antiguidade até por volta do século XVII, a palavra Álgebra designava aquela parte da matemática que se ocupava com o estudo de operações entre números e da resolução de equações. A ideia de resolver equações, sobretudo quadráticas, já havia sido estudada pelos gregos nos tempos de Euclides. No entanto, as soluções eram essencialmente geométricas, o que não as tornava simples tampouco fáceis de entender. História da Álgebra A ob ra A l-j ab r Se destaca pela simplicidade dos problemas abordados, tornando-se mais acessível Introduziu brevemente o princípio posicional para o sistema de numeração Propôs resoluções para equações quadráticas História da Álgebra Outra influência clara no pensamento árabe é a matemática hindu, sobretudo de Brahmagupta. Entre suas publicações mais importantes estão as soluções gerais para algumas equações quadráticas, sem a necessidade de completar quadrados. seus trabalhos deixaram importantes lacunas no estudo da Álgebra Foram preenchidas por outro indiano, chamado Bhaskara Dedução da fórmula resolutiva da equação do segundo grau Como podemos deduzir a fórmula resolutiva da equação do segundo grau? Canva.com Deduzindo a fórmula para resolver equações do segundo grau: Temos que: ଶ 1) Multiplicamos ambos os membros da equação por 4a ଶ ଶ ଶ 2) Subtraímos 4ac de ambos os membros da equação: ଶ ଶ ଶ ଶ ଶ 3) O primeiro termo da equação tem o quadrado de , mais duas vezes vezes , para que tenhamos o quadrado de só falta . ଶ ଶ ଶ Somando b² em ambos os membros da equação: ଶ ଶ ଶ ଶ ଶ ଶ ଶ ଶ ଶ História da Matemática História da álgebra, geometria e conjuntos numéricos Profa. Dra. Daiany Cristiny Ramos História da Geometria História da Geometria As pirâmides de Gizé construída por volta de 2600 a.C. Em algumas câmaras, o teto foi revestido de blocos de granito de 54 toneladas, medindo 8,2 metros de comprimento por 1,2 metro de largura, trazidos de quase mil quilômetros de distância e colocados a 30 metros do chão. De acordo com estudos recentes, os erros relativos às medições de lados e ângulos não superam 1/14.000 História da Geometria G eo m et ria Para Heródoto e Aristóteles a Geometria tinha raízes na civilização egípcia Heródoto relaciona a origem da Geometria às constantes medições de terra ocasionadas pelas cheias anuais do Rio Nilo Aristóteles acreditava que a classe sacerdotal egípcia estudava por lazer Matemática e, especialmente, Geometria História da Geometria Os registros mais antigos do homem na área da geometria são tábuas de argila, descobertas na Mesopotâmia, datadas por volta de 3000 a. C. As principais fontes do conhecimento geométrico da civilização egípcia antiga são o Papiro de Rhind (1650 a. C.) e Moscou (1850 a. C.). Contém problemas geométricos e a maioria envolve cálculo de áreas e volumes, especialmente o volume de grãos. História da Geometria Pa pi ro d e R hi nd Descoberto por volta de 1850 Também é conhecido como papiro Ahmose ou papiro Ahmes Estima-se que contenha 87 problemas e suas soluções https://bit.ly/3SN8usU História da Geometria Pa pi ro d e M os co u É considerado o segundo papiro matemático mais importante, data do Médio Império Estima-se que contenha 25 problemas https://bit.ly/3Wi6Ger História da Geometria Alguns problemas tratados nos papiros Os egípcios assumem que a área de um círculo é igual à área de um quadrado cujo lado tem ଼ ଽ da medida do diâmetro desse círculo. De acordo com o Papiro Rhind, o volume de um cilindro reto é o produto da área da base pelo comprimento da altura. De acordo com o problema 14 do papiro de Rhind, o volume V de um tronco de altura h e bases de lados a e b é dado por ଶ ଶ Cálculo da área de um círculo O que a área de um quadrado tem a ver com a área de um círculo? Canva.com Considerando que: Método dos egípcios: ଶ ଶ Utilizando a fórmula da área do círculo: ଶ ଶ O erro seria 3,7 cm², o que corresponde a 0,65% do valor da medida correta. Por isso podemos afirmar que se trata de uma ótima aproximação, principalmente para a época em que eram calculadas. História da Matemática História da álgebra, geometria e conjuntos numéricos Profa. Dra. Daiany Cristiny Ramos Os Elementos de Euclides Os elementos de Euclides Eu cl id es d e Al ex an dr ia Acredita-se que Euclides vivia em Atenas, onde teria estudado com discípulos de Platão Ele foi escolhido para chefiar o departamento de matemática da Universidade de Alexandria Escreveu e organizou muitos trabalhos importantes, como Os dados, Divisão defiguras, Os fenômenos e Óptica Os elementos de Euclides O s el em en to s Cinco livros sobre geometria plana Três livros sobre números Um livro sobre a teoria das proporções Um livro sobre a incomensurabilidade Três livros sobre geometria no espaço Os elementos de Euclides Livro I Encontramos teoremas importantes sobre a congruência de triângulos, construções com régua e compasso, retas paralelas, entre outros. No final desse livro encontramos uma demonstração para o Teorema de Pitágoras. Livro II Encontramos demonstrações geométricas para alguns produtos notáveis. Os elementos de Euclides Livro III e IV Estudo dos círculos. Contêm também proposições sobre polígonos inscritos e circunscritos a uma circunferência. Livro V Expõe a teoria das proposições de Eudoxo. Livro VI Proposições ligadas à semelhança de figuras planas, em especial, de triângulos. Os elementos de Euclides Livro VII, VIII e IX Teoria dos Números, são tratadas questões como Máximo Divisor Comum, Mínimo Múltiplo Comum e a noção de Número Primo. Livro X São tratadas as grandezas incomensuráveis, que hoje conhecemos como números irracionais. Os elementos de Euclides Livro XI, XII e XIII Tratam da Geometria Sólida ou, como conhecemos hoje, Espacial. São abordados poliedros, cilindros, cones e esferas, assim como as interações entre esses sólidos. Demonstração do Teorema de Pitágoras Como o estudo de Euclides está relacionado a demonstração do teorema de Pitágoras? Canva.com Para demonstrarmos o Teorema de Pitágoras, considere o triângulo ABC e as indicações a seguir: Quando dois triângulos são semelhantes, os lados correspondentes (opostos a um mesmo ângulo) são proporcionais. Montando as proporções relativas à semelhança do triângulo maior ABC com cada um dos menores, temos ଶ ଶ ଶ ଶ ଶ ଶ ଶ ଶ ଶ ଶ ଶ História da Matemática História da álgebra, geometria e conjuntos numéricos Profa. Dra. Daiany Cristiny Ramos Recapitulando Recapitulando História dos conjuntos numéricos História da álgebra História da geometria Elementos de Euclides